ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) คืออะไร?
ชื่อเต็มของบีเอ็มเอสคือระบบจัดการแบตเตอรี่ (Battery Management System) เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานร่วมกับการตรวจสอบสถานะของแบตเตอรี่สำรองพลังงาน หลักๆ แล้วคือการจัดการและบำรุงรักษาแบตเตอรี่แต่ละชุดอย่างชาญฉลาด เพื่อป้องกันแบตเตอรี่จากการชาร์จไฟเกินและการคายประจุเกิน ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และเพื่อตรวจสอบสถานะของแบตเตอรี่ โดยทั่วไป BMS จะแสดงเป็นแผงวงจรหรือกล่องฮาร์ดแวร์
BMS เป็นหนึ่งในระบบย่อยหลักของระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ ทำหน้าที่ตรวจสอบสถานะการทำงานของแบตเตอรี่แต่ละก้อนในการกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่าหน่วยจัดเก็บพลังงานทำงานได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ ระบบ BMS สามารถตรวจสอบและรวบรวมพารามิเตอร์สถานะของแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงานแบบเรียลไทม์ (รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เดี่ยว อุณหภูมิของขั้วแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าของวงจรแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของชุดแบตเตอรี่ ความต้านทานฉนวนของระบบแบตเตอรี่ ฯลฯ) และช่วยให้สามารถวิเคราะห์และคำนวณระบบได้ เพื่อให้ได้พารามิเตอร์การประเมินสถานะของระบบเพิ่มเติม และสามารถควบคุมระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพแบตเตอรี่สำรองพลังงานตัวถังได้รับการออกแบบตามกลยุทธ์การควบคุมการป้องกันที่เฉพาะเจาะจง เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของหน่วยจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ทั้งหมด ขณะเดียวกัน BMS ยังสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์ภายนอกอื่นๆ (เช่น PCS, EMS, ระบบป้องกันอัคคีภัย ฯลฯ) ผ่านอินเทอร์เฟซการสื่อสาร อินพุตอนาล็อก/ดิจิทัล และอินเทอร์เฟซอินพุต และสร้างการควบคุมการเชื่อมโยงของระบบย่อยต่างๆ ในโรงไฟฟ้าพลังงานกักเก็บพลังงานทั้งหมด เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของโรงไฟฟ้า การทำงานที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ
หน้าที่ของมันคืออะไรบีเอ็มเอส?
BMS มีฟังก์ชันต่างๆ มากมาย และฟังก์ชันหลักๆ ที่เราให้ความสำคัญมากที่สุดนั้น มีอยู่ 3 ด้านด้วยกัน คือ การจัดการสถานะ การจัดการสมดุล และการจัดการความปลอดภัย
ฟังก์ชั่นการจัดการสถานะของระบบจัดการแบตเตอรี่
เราต้องการทราบสถานะของแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้า ปริมาณพลังงาน ความจุ และกระแสชาร์จและคายประจุ ฟังก์ชันการจัดการสถานะ BMS จะบอกคำตอบให้เรา ฟังก์ชันพื้นฐานของ BMS คือการวัดและประเมินค่าพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่ รวมถึงพารามิเตอร์พื้นฐานและสถานะต่างๆ เช่น แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และอุณหภูมิ รวมถึงการคำนวณข้อมูลสถานะแบตเตอรี่ เช่น SOC และ SOH
การวัดเซลล์
ข้อมูลพื้นฐาน การวัด: ฟังก์ชันพื้นฐานที่สุดของระบบการจัดการแบตเตอรี่คือการวัดแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ ซึ่งเป็นพื้นฐานของการคำนวณระดับสูงสุดและตรรกะการควบคุมของระบบการจัดการแบตเตอรี่ทั้งหมด
การตรวจจับความต้านทานฉนวน: ในระบบการจัดการแบตเตอรี่ จำเป็นต้องมีการตรวจจับฉนวนของระบบแบตเตอรี่ทั้งหมดและระบบแรงดันไฟฟ้าสูง
การคำนวณ SOC
SOC หมายถึงสถานะการชาร์จ หรือความจุที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่ พูดง่ายๆ ก็คือปริมาณพลังงานที่เหลืออยู่ในแบตเตอรี่
SOC เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดใน BMS เพราะทุกอย่างขึ้นอยู่กับ SOC ดังนั้นความแม่นยำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากไม่มี SOC ที่แม่นยำ ฟังก์ชันการป้องกันใดๆ ก็ไม่สามารถช่วยให้ BMS ทำงานได้ตามปกติ เนื่องจากแบตเตอรี่มักจะได้รับการปกป้อง และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ก็ไม่สามารถยืดออกไปได้
วิธีการประมาณค่า SOC กระแสหลักในปัจจุบันประกอบด้วยวิธีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด วิธีการอินทิเกรตกระแส วิธีตัวกรองคาลมาน และวิธีโครงข่ายประสาทเทียม โดยสองวิธีแรกเป็นที่นิยมใช้กันมากกว่า
ฟังก์ชั่นการจัดการความสมดุลของระบบจัดการแบตเตอรี่
แบตเตอรี่แต่ละก้อนมี "ลักษณะเฉพาะ" ของตัวเอง เมื่อพูดถึงความสมดุล เราต้องเริ่มจากแบตเตอรี่ แม้แต่แบตเตอรี่ที่ผลิตโดยผู้ผลิตเดียวกันในชุดเดียวกันก็ยังมีวงจรชีวิตและ "ลักษณะเฉพาะ" ของตัวเอง นั่นคือความจุของแบตเตอรี่แต่ละก้อนไม่สามารถเท่ากันได้ สาเหตุของความไม่สอดคล้องกันนี้มีสองประเภท:
ความไม่สอดคล้องกันในการผลิตเซลล์และความไม่สอดคล้องกันในปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี
ความไม่สอดคล้องของการผลิต
ความไม่สอดคล้องกันของกระบวนการผลิตเป็นที่เข้าใจกันดี ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการผลิต วัสดุของตัวแยก แคโทด และแอโนดมีความไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้ความจุโดยรวมของแบตเตอรี่ไม่คงที่
ความไม่สม่ำเสมอทางเคมีไฟฟ้าหมายถึงในกระบวนการชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ แม้ว่าการผลิตและการประมวลผลของแบตเตอรี่ทั้งสองจะเหมือนกันทุกประการ แต่สภาพแวดล้อมทางความร้อนไม่สามารถสม่ำเสมอได้ในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า
เราทราบดีว่าการชาร์จไฟเกินและการคายประจุมากเกินไปอาจส่งผลเสียร้ายแรงต่อแบตเตอรี่ ดังนั้น เมื่อแบตเตอรี่ B ชาร์จเต็มขณะชาร์จ หรือเมื่อค่า SOC ของแบตเตอรี่ B ต่ำมากขณะคายประจุ จำเป็นต้องหยุดการชาร์จและคายประจุเพื่อป้องกันแบตเตอรี่ B ซึ่งส่งผลให้พลังงานของแบตเตอรี่ A และแบตเตอรี่ C ไม่สามารถใช้งานอย่างเต็มที่ ส่งผลให้:
ประการแรก ความจุจริงของชุดแบตเตอรี่ลดลง: ความจุที่แบตเตอรี่ A และ C ควรจะใช้ได้ แต่ตอนนี้ไม่มีที่ให้ออกแรงดูแล B อีกแล้ว เหมือนกับคนสองคนกับขาสามข้างที่มัดคนตัวสูงกับคนตัวเตี้ยไว้ด้วยกัน แล้วคนตัวสูงก็ก้าวเดินช้าๆ ก้าวเดินได้ไม่มากนัก
ประการที่สอง อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลง: ก้าวเดินสั้นลง จำนวนก้าวที่ต้องเดินเพิ่มขึ้น และขาเมื่อยล้ามากขึ้น ความจุลดลง จำนวนรอบการชาร์จและคายประจุเพิ่มขึ้น และค่าความหน่วงของแบตเตอรี่ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างเช่น เซลล์แบตเตอรี่หนึ่งเซลล์สามารถชาร์จและคายประจุได้ 100% ถึง 4,000 รอบ แต่ใช้งานจริงไม่ถึง 100% และจำนวนรอบการชาร์จต้องไม่เกิน 4,000 ครั้ง
โหมดการปรับสมดุล BMS มีสองโหมดหลัก ได้แก่ การปรับสมดุลแบบพาสซีฟและการปรับสมดุลแบบแอ็กทีฟ
กระแสสำหรับการปรับสมดุลแบบพาสซีฟนั้นค่อนข้างน้อย เช่น การปรับสมดุลแบบพาสซีฟที่จัดทำโดย DALY BMS ซึ่งมีกระแสสมดุลเพียง 30mA และเวลาปรับสมดุลแรงดันแบตเตอรี่ที่ยาวนาน
กระแสสมดุลที่ใช้งานอยู่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ เช่นตัวปรับสมดุลแบบแอคทีฟพัฒนาโดย DALY BMS ซึ่งมีกระแสสมดุล 1A และมีเวลาในการสมดุลแรงดันแบตเตอรี่สั้น
ฟังก์ชั่นการป้องกันของระบบจัดการแบตเตอรี่
ระบบตรวจสอบ BMS จะทำงานสอดคล้องกับฮาร์ดแวร์ของระบบไฟฟ้า แบตเตอรี่จะถูกแบ่งออกเป็นระดับความผิดพลาดต่างๆ (ความผิดพลาดเล็กน้อย ความผิดพลาดร้ายแรง ความผิดพลาดร้ายแรง) ตามสภาพการทำงานของแบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน และจะมีการดำเนินการประมวลผลที่แตกต่างกันภายใต้ระดับความผิดพลาดที่แตกต่างกัน ได้แก่ การเตือน การจำกัดกำลังไฟฟ้า หรือการตัดแรงดันไฟฟ้าสูงโดยตรง ความผิดพลาดเหล่านี้ประกอบด้วยความผิดพลาดในการรวบรวมข้อมูลและความเป็นไปได้ ความผิดพลาดทางไฟฟ้า (เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์) ความผิดพลาดในการสื่อสาร และความผิดพลาดเกี่ยวกับสถานะแบตเตอรี่
ตัวอย่างทั่วไปคือเมื่อแบตเตอรี่ร้อนเกินไป BMS จะตัดสินว่าแบตเตอรี่ร้อนเกินไปโดยอิงจากอุณหภูมิแบตเตอรี่ที่รวบรวมได้ จากนั้นวงจรควบคุมแบตเตอรี่จะถูกตัดการเชื่อมต่อเพื่อดำเนินการป้องกันความร้อนสูงเกินไป และส่งสัญญาณเตือนไปยัง EMS และระบบการจัดการอื่นๆ
เหตุใดจึงควรเลือก DALY BMS?
DALY BMS เป็นหนึ่งในผู้ผลิตระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) รายใหญ่ที่สุดในประเทศจีน มีพนักงานมากกว่า 800 คน โรงงานผลิตขนาด 20,000 ตารางเมตร และวิศวกรวิจัยและพัฒนามากกว่า 100 คน ผลิตภัณฑ์ของ Daly ส่งออกไปยังกว่า 150 ประเทศและภูมิภาค
ฟังก์ชั่นการป้องกันความปลอดภัยระดับมืออาชีพ
สมาร์ทบอร์ดและบอร์ดฮาร์ดแวร์ประกอบด้วยฟังก์ชั่นการป้องกันหลัก 6 ประการ:
การป้องกันการชาร์จไฟเกิน: เมื่อแรงดันไฟเซลล์แบตเตอรี่หรือแรงดันไฟชุดแบตเตอรี่ถึงระดับแรงดันไฟชาร์จไฟเกินระดับแรก ระบบจะแสดงข้อความเตือน และเมื่อแรงดันไฟถึงระดับแรงดันไฟชาร์จไฟเกินระดับที่สอง DALY BMS จะตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ
ระบบป้องกันการคายประจุเกิน: เมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่หรือชุดแบตเตอรี่ถึงระดับแรงดันคายประจุเกินระดับแรก ระบบจะแจ้งเตือน และเมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงระดับแรงดันคายประจุเกินระดับที่สอง DALY BMS จะตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ
การป้องกันกระแสเกิน: เมื่อกระแสไฟระบายแบตเตอรี่หรือกระแสชาร์จถึงระดับกระแสเกินระดับแรก ระบบจะส่งข้อความเตือน และเมื่อกระแสไฟถึงระดับกระแสเกินระดับที่สอง DALY BMS จะตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ
การป้องกันอุณหภูมิ: แบตเตอรี่ลิเธียมไม่สามารถทำงานได้ตามปกติภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและต่ำ เมื่ออุณหภูมิแบตเตอรี่สูงหรือต่ำเกินกว่าระดับแรก ระบบจะแจ้งเตือน และเมื่อถึงระดับที่สอง DALY BMS จะตัดกระแสไฟโดยอัตโนมัติ
การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร: เมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร กระแสไฟจะเพิ่มขึ้นทันที และ DALY BMS จะตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ
ฟังก์ชั่นการจัดการสมดุลแบบมืออาชีพ
การจัดการที่สมดุล: หากความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่สูงเกินไป จะส่งผลกระทบต่อการใช้งานแบตเตอรี่ตามปกติ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่จะได้รับการป้องกันการชาร์จไฟเกินล่วงหน้า และแบตเตอรี่ไม่ได้ชาร์จจนเต็ม หรือแบตเตอรี่จะได้รับการป้องกันการคายประจุเกินล่วงหน้า และแบตเตอรี่ไม่สามารถคายประจุจนหมดได้ DALY BMS มีฟังก์ชันปรับสมดุลแบบพาสซีฟเป็นของตัวเอง และยังได้พัฒนาโมดูลปรับสมดุลแบบแอคทีฟอีกด้วย กระแสไฟปรับสมดุลสูงสุดถึง 1A ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่และรับประกันการใช้งานแบตเตอรี่ตามปกติ
ฟังก์ชั่นการจัดการสถานะมืออาชีพและฟังก์ชั่นการสื่อสาร
ฟังก์ชันการจัดการสถานะมีประสิทธิภาพ ผลิตภัณฑ์แต่ละชิ้นผ่านการทดสอบคุณภาพอย่างเข้มงวดก่อนออกจากโรงงาน ซึ่งรวมถึงการทดสอบฉนวน การทดสอบความแม่นยำของกระแสไฟฟ้า การทดสอบความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อม และอื่นๆ ระบบ BMS จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้ารวมของชุดแบตเตอรี่ อุณหภูมิแบตเตอรี่ กระแสชาร์จ และกระแสคายประจุแบบเรียลไทม์ มีฟังก์ชัน SOC ความแม่นยำสูง ใช้วิธีการผสานรวมแอมแปร์-ชั่วโมงแบบทั่วไป ข้อผิดพลาดเพียง 8%
ผ่านการสื่อสารสามช่องทาง ได้แก่ UART/RS485/CAN เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์โฮสต์หรือหน้าจอสัมผัส บลูทูธ และแผงไฟเพื่อจัดการแบตเตอรี่ลิเธียม รองรับโปรโตคอลการสื่อสารของอินเวอร์เตอร์หลัก เช่น China Tower, GROWATT, DEY E, MU ST, GOODWE, SOFAR, SRNE, SMA เป็นต้น
ร้านค้าอย่างเป็นทางการhttps://dalyelec.en.alibaba.com/
เว็บไซต์อย่างเป็นทางการhttps://dalybms.com/
หากมีคำถามอื่น ๆ โปรดติดต่อเราได้ที่:
Email:selina@dalyelec.com
มือถือ/WeChat/WhatsApp : +86 15103874003
เวลาโพสต์: 14 พฤษภาคม 2566
